用於執行互連測試的方法和設備的製作方法
2023-10-08 05:55:19 6
專利名稱：用於執行互連測試的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子設備的測試。
背景技術：
在電子設備的製造中，對製造的設備的正確操作執行測試以便保持預期的質量水平是有益的。測試可以在各個電子部件、子系統和完整系統上執行。由於子系統和系統的測試包括多個部件之間的互連測試，所以已經開發了有助於這種測試的技術。
用於測試多個部件之間互連的技術的一個例子被稱為邊界掃描。邊界掃描包括根據已建立的邊界掃描標準來提供寄存器和支持部件中的電路，該邊界掃描標準比如是基於聯合測試行動組(JTAG)的提議而開發的電氣和電子工程師協會(IEEE)標準1149.1。用於邊界掃描的部件可配置為使用測試存取埠(TAP)來在該部件的輸入/輸出(I/O)管腳上輸出數位訊號或接收作為輸入的數位訊號。該TAP包括五個管腳，這五個管腳包括如下管腳測試數據輸入(TDI)、測試數據輸出(TDO)、測試模式選擇(TMS)、測試時鐘(TCK)和測試復位(TRST)。兩個部件之間的互連測試是通過將第一部件配置為輸出指定邏輯電平的信號以及將第二部件配置為接收作為輸入的該信號和識別該信號的接收邏輯電平來完成的。外部測試控制器將輸出信號的邏輯電平與輸入信號的接收邏輯電平做比較，以確定部件之間的互連是否正在正確地傳遞該信號。為邊界掃描而提供的寄存器是配置為作為移位寄存器來操作的，既在部件之內又在數個部件之間允許輸出信號和輸入信號的數據得以經過邊界掃描鏈來移位。
然而，隨著部件通信的數據速率增加，提供邊界掃描測試的能力變得越來越困難。而且，這樣增加的數據速率對於互連則要求甚至更高的性能標準，這樣的測試因此受到阻礙。在沒有有效的測試技術時，裝配產量將會降低，並且總的製造成本將會增加。同樣，一些IC器件比如存儲器件常常由於封裝和矽成本以及與邊界掃描宏相關聯的複雜性而並不支持附加的管腳。因此，需要一種在現代電子設備中提供先進測試能力的技術。
通過參照附圖，可更好地理解本發明，並且使得它的特徵對於本領域的技術人員變得明顯。
圖1是圖示了根據本發明實施例配置為允許互連測試的系統的框圖。
圖2是圖示了可在其中實踐本發明的一個或多個實施例的測試環境的框圖。
圖3是圖示了根據本發明實施例配置為允許互連測試的存儲器系統的框圖。
圖4是圖示了根據本發明至少一個實施例用於互連測試的方法的流程圖。
圖5是圖示了根據本發明實施例的方法的流程圖。
圖6是圖示了根據本發明實施例的方法的流程圖。
相同標號在不同的圖中的使用標示了相似或相同的項目。
具體實施例方式
本發明提供了配置為允許系統中的多個部件之間進行互連測試的方法和裝置。本發明利用了該系統的第一部件中的已知模式源(例如模式緩衝器)以及位於該系統的第二部件中的捕獲緩衝器。本發明不再需要引入與現存的輸入和輸出路徑相符合的附加邏輯電路，並且避免了關鍵輸入和輸出電路的附加電加載，由此消除了由這種電路的引入可能引入的性能局限。同樣，本發明的實施例能夠通過去除與測試路徑相串聯的移位寄存器的長鏈來允許更快速的系統測試。同樣，本發明的實施例可實施為不需要遵守由邊界掃描技術強制的特殊管腳要求，從而允許使用更少的管腳和可以再利用現存管腳，這些現存管腳例如是用於實施現存通信路徑而與正在測試的互連(比如串行鏈路)無關的現存管腳。
而且，本發明的實施例可特別地適合於在存儲器系統中使用，這既是因為實施現有測試技術的嘗試在存儲器系統中將導致性能下降，也是因為通過提供一種用於測試在存儲器系統中通常大量存在的互連導線的有效技術能帶來益處。
本發明的實施例是有益的，因為它們能夠提供「全速(at speed)」接線測試，換句話說，能夠使用具有相似的交流電(AC)特徵(包括頻率)的信號，作為預計在這些設備的正常操作中存在的信號，來對互連執行測試。
圖1是圖示了根據本發明實施例配置為允許互連測試的系統的框圖。該系統包括經由互連103耦合於第二部件102的第一部件101。第一部件101包括第一核心電路104、第一接口電路106、以及將第一核心電路104耦合到第一接口電路106的第一通信路徑105。第二部件102包括經由第二通信路徑108耦合到第二接口電路109的第二核心電路107。第一部件101的第一接口電路106耦合到互連103，並且經由互連103提供對第二部件102的通信。第二部件102的第二接口電路109耦合到互連103，並且經由互連103提供與第一部件101的通信。
在至少一個實施例中，互連103包括互連122，配置為將信息從第一部件101傳達到第二部件102；以及第二互連123，配置為將信息從第二部件102傳達到第一部件101。在至少一個實施例中，第一通信路徑105包括第一發射通信路徑110和第一接收通信路徑111。第一發射通信路徑110可包括第一多路復用器118，該第一多路復用器118被配置為從第一發射通信路徑110和耦合於模式緩衝器119的輸出的輸入126中選擇輸入。多路復用器118在節點124處提供輸出，該輸出是第一發射通信路徑110的繼續。第一發射捕獲緩衝器114耦合到節點124或者在沒有多路復用器118時耦合到第一發射通信路徑110。第一接收捕獲緩衝器115耦合到第一接收通信路徑111。
在至少一個實施例中，第二通信路徑108包括第二接收通信路徑112和第二發射通信路徑113。第二發射通信路徑113可包括多路復用器120，該多路復用器120被配置為從第二發射通信路徑113和耦合到第二模式緩衝器121的輸入127中選擇輸入。第二多路復用器120在節點125處提供輸出，該輸出是第二發射通信路徑113的繼續。第二發射捕獲緩衝器116耦合到節點125或者在沒有多路復用器120時耦合到第二發射通信路徑113。第二接收捕獲緩衝器117耦合到第二接收通信路徑112。
在至少一個實施例中，第一部件101包括提供第一緩衝器控制信號132的第一事件觸發器電路128。第一緩衝器控制信號132耦合到第一模式緩衝器119、第一發射捕獲緩衝器114和第一接收捕獲緩衝器115中的至少一個緩衝器，並且可用來控制這些單元中的一個或多個。在本發明的至少一個實施例中，第二部件102包括提供第二緩衝器控制輸出133的第二事件觸發器電路129。第二緩衝器控制輸出133耦合到第二模式緩衝器121、第二發射捕獲緩衝器116和第二接收捕獲緩衝器117中的至少一個緩衝器，並且可用來控制這些單元中的一個或多個。第一部件101的第一事件觸發器電路128和第二部件102的第二事件觸發器電路129可通過串行鏈路比如雙向串行鏈路或單向串行鏈路來耦合。單向電路的例子包括單向鏈路130和單向鏈路131。這樣的鏈路可用來協調第一部件101和第二部件102的操作以便於互連測試。第一部件101和第二部件102還可具有其他鏈路，例如鏈路134和鏈路135。在至少一個優選實施例中，鏈路130、131、134和135中的一些或全部實施為串行鏈路。串行鏈路一般將互連的複雜性最小化，由此增加可靠性，這能夠提供用以引導其他(通常是更為複雜的)互連測試的更魯棒的方式。
在正常操作中，第一部件101的第一核心電路104經過多路復用器118和節點124在第一發射通信路徑110上發送信息到第一接口電路106。第一接口電路106在互連122上傳輸信息到第二部件102的第二接口電路109。從第二接口電路109，該信息在第二接收通信路徑112上發送到第二核心電路107。同樣地，第二部件102的第二核心電路107經過多路復用器120和節點125在第二發射通信路徑113上發送信息到第二接口電路109。第二接口電路109經由互連123傳輸信息到第一部件101的第一接口電路106。第一接口電路106在第一接收通信路徑111上發送信息到第一核心電路104。然而，為了使這樣的正常操作是可能的，互連122和123不能出現阻礙這種通信的故障。因此，可根據本發明的一個或多個實施例來對互連122和123執行測試。
為了執行互連103或其一部分的測試，在第一部件101的節點124處提供測試模式。第一模式緩衝器119可加載有第一模式，該第一模式接著經由第一多路復用器118的輸入126輸出，從而可在節點124處提供它。將節點124處存在的第一模式提供給第一接口電路106，該第一接口電路106經由互連122將第一模式傳輸到第二部件102的第二接口電路109。第二接口電路109將該模式傳遞到允許由第二接收捕獲緩衝器117接收的第二接收通信路徑112。
可選地，相反方向上的互連測試，比如互連123的測試，可與互連122的測試同時地或者在不同時間完成。為了執行這樣的測試，在節點125處提供第二模式。這樣的模式可通過將第二模式加載到第二模式緩衝器121中來提供，該第二模式緩衝器121將第二模式提供給多路復用器120的輸入127。多路復用器120配置為傳遞第二模式到節點125，該節點125將第二模式提供給第二接口電路109。第二接口電路109經由互連123將第二模式傳輸到第一部件101的第一接口電路106。第一接口電路106將第二模式的信息傳遞到允許在第一接收捕獲緩衝器115處接收第二模式的第一接收通信路徑111。
為了使互連測試具有意義，需要將足以傳達第二接收捕獲緩衝器117中所捕獲的第一模式的有意義細節的信息與由第一接口電路106傳輸的第一模式放在一起作比較。在一個實施例中，與第二接收捕獲緩衝器117中所捕獲的第一模式有關的信息可例如經由互連123、鏈路131或鏈路135傳送到第一部件101，用於第一部件101中的比較，或者傳送到另一部件用於比較。可選地，與從第一接口電路106傳輸的第一模式有關的信息可經由不同於互連122的路徑例如串行鏈路130或串行鏈路134傳送到第二部件102，便於第二部件102處的比較，或者可傳送到另一部件用於比較。
類似地，與從第二接口電路109傳輸的第二模式有關的信息與第一接收捕獲緩衝器115中所捕獲的第二模式有關的信息需要在一個共同的位置被放在一起以允許進行比較。整個捕獲或傳輸的模式可被傳送用於比較，或者一些其他代表性信息，例如從捕獲或傳輸的模式中計算的值，比如循環冗餘校驗(CRC)值或其他校驗和值，可被傳送並用於比較。
圖2是圖示了可在其中實踐本發明的一個或多個實施例的測試環境的框圖。該測試環境包括計算機201、通用接口總線(GPIB)控制器202、串行控制鏈路(SCB)控制器203、環境箱205、測試子系統206、示波器207、電源208、頻率源209、串行外圍接口(SPI)210、系統控制總線211、電壓電流和溫度監視電路213、受測器件晶片組214、可選功率接口215和可選時鐘接口216。
計算機201經由串行鏈路217耦合到環境箱205，該環境箱205控制著測試子系統206的環境條件，例如溫度和溼度。計算機201經由PCMCIA接口218耦合到系統控制總線控制器203。系統控制總線控制器203經由串行接口221耦合到測試子系統206的SPI 210。串行控制總線控制器203經由總線222耦合到系統控制總線211。計算機201經由通用串行總線(USB)219耦合到GPIB控制器202。
GPIB控制器202經由GPIB 220耦合到示波器207、電源208和頻率源209。示波器207可選擇性地耦合到測試子系統206內可能需要電測量的任一點，例如DUT晶片組214內的測試點。電源208可由GPIB控制器202控制，以將功率總線224處的可選功率輸出提供給可選功率接口215。可選功率接口215允許選擇機載功率(例如來自測試子系統206內的功率)或外部功率(例如來自功率總線224)。
頻率源209可由GPIB控制器202控制，以經由時鐘接口225將可選信號提供給測試子系統206。可選時鐘接口216允許在機載時鐘信號(例如測試子系統206內生成的時鐘信號)與外部時鐘信號(例如經由時鐘接口225提供的時鐘信號)之間進行選擇。可選功率接口215可配置為提供功率給DUT晶片組204。可選時鐘接口216可配置為提供時鐘信號給DUT晶片組214。電壓、電流和溫度監視電路213可配置為監視DUT晶片組214的電壓、電流和溫度參數。SPI 210和系統控制總線211可用來與DUT晶片組214傳送信息以及控制測試子系統206內的測試操作。PCMCIA接口218、SCB控制器203、串行接口221、SPI 210、總線222和系統控制總線211可用來提供與圖1的串行鏈路130、131、134和135中的任一個或多個相似的通信能力。
圖3是圖示了根據本發明實施例配置為允許互連測試的存儲器系統的框圖。圖3的存儲器系統包括存儲器控制器301、存儲器設備302、以及將存儲器控制器301耦合到存儲器設備302的互連303。互連303包括串行鏈路336、控制總線337和數據總線338。存儲器控制器301包括核心電路304、接口電路306、以及將核心電路304耦合到接口電路306的通信路徑305。接口電路306將存儲器控制器301耦合到互連303。
在本發明的至少一個實施例中，通信路徑305包括發射通信路徑310和接收通信路徑311。在一些實施例中，發射通信路徑310包括多路復用器318。多路復用器318產生輸出324，該輸出324是發射通信路徑310的繼續。核心電路304耦合到發射通信路徑310，該發射通信路徑310在這些示例中經由多路復用器318和輸出324耦合到接口電路306。接口電路306耦合到接收通信路徑311，該通信路徑311耦合到核心電路304。多路復用器318被配置為在包括發射通信路徑310的輸入和輸入326之間進行選擇，該輸入326耦合到模式緩衝器319並從中接收模式。輸出324、或者在沒有多路復用器318時發射通信路徑310耦合到發射捕獲緩衝器314。接收通信路徑311耦合到接收捕獲緩衝器315。
在本發明的至少一個實施例中，存儲器控制器301還包括事件觸發器電路328，該事件觸發器電路328將控制信號332提供給多路復用器318、發射捕獲緩衝器314和接收捕獲緩衝器315中的一個或多個。事件觸發器電路328被配置為允許多路復用器318、發射捕獲緩衝器314和/或接收捕獲緩衝器315的操作使得能進行互連測試。事件觸發器電路的控制例如可經由耦合到存儲器控制器301的串行總線334來完成。
圖4是圖示了根據本發明的至少一個實施例用於互連測試的方法的流程圖。該方法通過在步驟401中加載第一部件模式緩衝器來開始，其中第一部件例如可以是控制器。可選步驟402包括加載第二部件模式緩衝器，其中第二部件可以是不同於第一部件的系統部件，例如圖形處理器。可選步驟403包括設置用以接收模式的捕獲緩衝器。步驟404包括發射一模式。在本發明的至少一個實施例中，該模式是從模式緩衝器發射。步驟405包括捕獲該模式。在本發明的至少一個實施例中，該模式是在接收捕獲緩衝器中捕獲。在包括存儲器系統的至少一個實施例中，該模式是在存儲器設備中捕獲。
步驟406包括將與發射的模式和捕獲的模式有關的信息放到一起。在本發明的至少一個實施例中，步驟406包括將捕獲的模式傳回到發射過該發射的模式的部件。可選地，足以代表所捕獲的模式的其他信息可傳回到發射過該發射的模式的部件，例如可傳送所捕獲的模式的加密形式或壓縮表示。這種壓縮表示的例子包括CRC值和其他校驗和信息。在本發明的至少一個實施例中，所發射的模式可傳送到保持所捕獲的模式的部件。可選地，可傳送所發射的模式的加密或壓縮版本。在本發明的至少一個實施例中，與發送的模式和捕獲的模式有關的信息可傳送到另一部件。
步驟407包括將捕獲的模式與發射的模式做比較。可選地，與發射的模式有關的信息，比如其加密或壓縮版本，可與捕獲的模式有關的信息，比如其加密或壓縮版本做比較。步驟408包括基於該比較來識別互連故障。根據基於捕獲的模式與發射的模式的比較來識別的任何差異可以做出推斷。
例如，如果該模式是在並行總線上傳輸，並且捕獲的模式的一個比特總是保持為零，無論傳輸的模式的相應比特值以及傳輸的模式的其他比特值如何，則可推斷與保持為零的該比特相應的互連部分是短接地。同樣地，可推斷無論傳輸的模式的比特值如何，總保持為一的比特相應的互連部分是短接到電源或其他高邏輯電平。作為另一例子，如果捕獲的模式的至少一個比特值表現出對於傳輸的模式的相應比特之外的其他傳輸的模式的比特值具有一些依賴，則可推斷與表現出該依賴的該比特相應的互連部分短接到與其他比特相應的另一互連部分。
本發明的一個或多個實施例進一步包括步驟409至414。步驟409包括將第二模式加載到第一控制器模式緩衝器中。第二模式可類似於或不同於步驟401中加載的模式。步驟410包括經由串行鏈路將第二模式加載到存儲器設備中。步驟411包括執行存儲器讀操作。步驟412包括捕獲從存儲器設備接收的第二接收的模式。步驟413包括將第二捕獲的模式與在步驟410中經由串行鏈路加載到存儲器設備中的第二模式做比較。步驟414包括基於步驟413的比較來識別任一互連故障。應當注意，圖4的方法的至少一個實施例可以使用任意兩個或更多個系統部件來實現，例如任意兩個集成電路器件。
圖5是圖示了根據本發明實施例的方法的流程圖。步驟501包括將第一模式加載到第一部件的模式緩衝器中。步驟502包括將第二模式加載到第二部件的模式緩衝器中。步驟503包括啟動第一部件中的捕獲緩衝器。步驟503可包括步驟504和/或505。步驟504包括啟動第一部件中的輸入捕獲緩衝器。步驟505包括啟動第一部件中的輸出捕獲緩衝器。步驟506包括啟動第二部件中的捕獲緩衝器。步驟506可包括步驟507和/或508。步驟507包括啟動第二部件中的輸入捕獲緩衝器。步驟508包括啟動第二部件中的輸出捕獲緩衝器。步驟509包括在第一部件與第二部件之間傳輸模式。步驟509可包括步驟510和/或511。步驟510包括將第一模式從第一部件傳輸到第二部件。步驟511包括將第二模式從第二部件傳輸到第一部件。步驟512包括從第一部件中提取第一捕獲模式。步驟513包括從第二部件中提取第二捕獲模式。步驟514包括將第二捕獲模式與第一模式做比較。步驟515包括將第一次捕獲模式與第二模式做比較。步驟516包括識別任一互連故障。互連故障可基於步驟514和/或515中執行的比較來識別。
圖6是圖示了根據本發明實施例的方法的流程圖。步驟601包括將第一模式加載到存儲器控制器模式緩衝器中。步驟602包括經由串行鏈路將存儲器設備設定為接線測試模式。步驟603包括經由控制總線將第一模式從存儲器控制器傳送到存儲器設備。步驟604包括在存儲器設備處捕獲第一模式。步驟605包括經由串行鏈路將捕獲的第一模式從存儲器設備傳送到存儲器控制器。步驟606包括將捕獲的第一模式與在步驟603中傳送的第一模式做比較。
步驟607包括將第二模式加載到存儲器控制器模式緩衝器中。第二模式可類似於或不同於第一模式。如果第二模式類似於第一模式並且第一模式保持於存儲器控制器模式緩衝器中，則省略步驟607。步驟608包括經由串行鏈路將第二模式從存儲器控制器傳送到存儲器設備。步驟609包括在存儲器設備處存儲第二模式。步驟610包括經由數據總線將第二模式從存儲器設備傳送到存儲器控制器。步驟610可包括步驟611。步驟611包括執行讀操作以經由數據總線將第二模式從存儲器設備傳送到存儲器控制器。步驟612包括在存儲器控制器處捕獲第二模式。步驟613包括將捕獲的第二模式與在步驟608中傳送的第二模式做比較。步驟614包括確定任一互連故障。互連故障可基於在步驟613中執行的比較來識別。
在本發明的一個或多個實施例中，可以多種方式中的任一種來評定與捕獲的模式有關的信息。例如，可將與捕獲的模式有關的信息與固定存儲器中存儲的嵌入信息做比較，該固定存儲器比如是只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、電可改寫可編程只讀存儲器(EAPROM)、快閃記憶體或者其他固定或半固定存儲器。作為另一例子，可將與捕獲的模式有關的信息與預加載的信息做比較，該預加載的信息是在捕獲所捕獲的模式之前加載的，並且準備在捕獲的模式已被捕獲之後與捕獲的模式或與捕獲的模式相關的信息做比較。作為另一例子，可將與捕獲的模式有關的信息與為了在捕獲的模式已被捕獲之後進行比較而加載的信息做比較。
作為另一例子，可將與捕獲的模式有關的信息與代表正在用於測試的該模式的加密或壓縮信息做比較。代表正在用於測試的該模式的加密信息的例子包括可解密用以獲得正在用於測試的原始模式的加密形式；以及未提供解密的單向加密形式。代表正在用於測試的該模式的壓縮信息的例子包括CRC值和其他校驗和值。
作為另一例子，與捕獲的模式有關的信息的比較可作為內置自測試(BIST)過程的一部分來執行。在這樣的情況下，與捕獲的模式有關的信息可以與在BIST過程中使用的其他信息做比較，該BIST過程關聯回到正在用於測試的該模式。作為另一例子，確定性模式的序列可用於測試。例如，由模式代表的值，比如二進位值，可遞增或遞減以生成每個連續的模式。由於確定性模式的序列還能夠使用可預測編碼來生成，所以可使用如灰度碼。確定性模式序列的使用允許該序列得以在正在測試的互連上傳輸之前在該系統中的一點處以及可選地在其中能夠將該模式與捕獲的模式做比較的該系統中的一點處生成。作為又一例子，可將與當前捕獲的模式有關的信息與從先前捕獲的模式導出的信息做比較。作為又一例子，可使用靜態測試模式，允許所捕獲的模式總是得以與相同的標準做比較。
根據本發明的至少一個實施例，可對於各類互連執行測試。例如，互連可包括支持電磁通信的任一類型的介質或媒體。更多具體例子包括射頻(RF)互連、無線互連、超寬帶(UWB)互連、光互連，但是在至少一個優選實施例中包括電傳導互連。
根據本發明的至少一個實施例，各種路徑可存在於設備之間。例如，這樣的路徑可包括一個或多個串行鏈路和/或一個或多個並行總線。這樣的路徑可以用多種方式傳送信號。例如，信號可作為電流、相對於某個基準比如地電壓的電壓、差分電壓進行傳送或以另一形式來傳送。其他形式可適用於其他類型的媒體。例如，信號可通過電磁能量的大小來代表，或者通過使用某一調製形式對該信號執行調製來代表，調製形式比如幅度調製、頻率調製、相位調製、脈衝調製、脈衝編碼調製或某一其他調製形式。
儘管這裡描述的本發明的至少一個實施例具有點對點架構(即兩個部件之間的直接連接)，但是本發明還可用各種類型的架構來實現。例如，一個或多個第一部件可經由一個或多個點對點和/或一個或多個多點總線來耦合到一個或多個第二部件。多點總線提供了經由這樣的總線來連接多於兩個部件的能力。利用點對點連接或多點連接，可以進行許多配置。例如，一個第一部件或第一類型的部件可通過點對點互連來耦合到一個第二部件或第二類型的部件。作為另一例子，多個第一部件或第一類型的部件可經由多點互連、多個點對點互連或其組合來耦合到一個第二部件或第二類型的部件。作為又一例子，第一部件或第一類型的部件可經由多點互連、多個點對點互連或其組合來耦合到多個第二部件或第二類型的部件。作為再一例子，多個第一部件或第一類型的部件可經由一個或多個多點互連、多個點對點互連或其組合來耦合到多個第二部件或第二類型的部件。
根據本發明的至少一個實施例，用於互連測試的方法和設備有利地利用部件之間多個互連的多樣性(diversity)來識別和隔離這些多個互連內的互連故障。例如，在由兩個或更多路徑比如總線或鏈路(可包括串行鏈路和/或並行總線)耦合的設備之間，測試模式或與之有關的信息可在第一總線上從第一部件傳送到第二部件，並且該測試模式或與之有關的信息可在第二總線上從第二部件傳送到第一部件，由此允許不同路徑上通信結果的比較發生在第一部件處。作為另一例子，該測試模式或與之有關的信息可在第一總線上從第一部件傳送到第二部件，並且該測試模式或與之有關的信息可在第二總線上從第一部件傳送到第二部件，允許基於不同路徑上的通信的比較發生在第二部件處。
根據本發明的一個或多個實施例，這裡描述的技術可應用於電路板上的集成電路之間的測試。這樣的電路板可包括印刷電路板、其子集(比如多晶片模塊)或者其超集(比如包括多個互連電路板的系統)。作為另一例子，本發明的一個或多個實施例可用包括控制器和一個或多個存儲器設備的存儲器系統來實現，並且可用來測試該控制器與該一個或多個存儲器設備之間的互連。作為另一例子，本發明的一個或多個實施例可用來測試由串行鏈路連結的部件。
根據部件之間提供的互連數目，數個互連上的通信多樣性的優點可以用來順序地測試各種互連。例如，串行鏈路可首先加以測試，接著用來測試並行總線，例如通過在串行鏈路上在一個方向上傳輸該模式以及在並行總線上在相反方向上傳輸該模式。同樣地，也可測試多個串行鏈路或多個並行總線。通過順次地確認每個總線的完整性，可準確地識別表現出互連故障的總線。即使部件之間的多個路徑是不可用的，本發明的一個或多個實施例仍可用來識別和隔離在部件之間存在的該總線內的任一互連故障。例如，通過在一個方向上在該總線上傳送該模式、改變該模式、接著在相反方向上在該總線上傳送該模式，可識別和隔離存在的任一互連故障的具體性質。例如，通過在該模式在一個方向上和在另一方向上的傳輸之間調換比特次序，以及通過使用不同的模式或不同的調換來執行多個測試，能夠確定存在的任一互連故障的精確性質。
使用串行鏈路和並行總線二者的多樣性用於測試的另一優點在於可識別僅影響串行或並行總線的錯誤。例如，可識別時序錯誤或波形失真錯誤，比如可能出現在串行鏈路上的由上衝(over shoot)或下衝(under shoot)引發的錯誤。同樣地，可識別諸如由於並行總線上存在的比特的某些組合而出現的模式引發的錯誤的錯誤。通過執行多個測試循環和改變所用的測試模式，可生成適於為特定類型總線來識別特定類型故障的測試模式並用來識別這些故障的具體性質及其位置。
根據本發明的一個或多個實施例，可使用等於或大於互連總線寬度的緩衝器寬度來執行測試，或者可使用具有比該總線寬度小的緩衝器寬度的緩衝器。例如可以將具有比該總線寬度小的緩衝器寬度的緩衝器，比如模式緩衝器或捕獲緩衝器多路復用到該總線上，從而可執行多個測試循環以測試整個總線寬度。這樣的多個測試循環可使用相同模式或不同模式來執行。
本發明的一個或多個實施例可以這樣的方式來實踐在正在測試的系統內不引入將造成性能局限的附加部件。因此，該系統的測試和正常操作可使用相同的性能參數來執行，由此將性能最大化。通過能夠以受測部件正常操作時的完全速度來執行測試(即「全速」測試)，可作出該系統的性能的有效評價。不但可確定直流(DC)互連故障，比如開路或短路，而且還可觀察到AC性能特徵。例如，通過使用所發送的模式來執行測試以具有與在正常操作期間發送的信息相似的AC特徵，甚至可識別包括復阻抗的互連故障。例如，可識別電抗互連故障，比如電容或電感互連故障。這樣的故障的例子將包括可能干擾部件之間高頻通信的過量寄生電容。
根據本發明的一個或多個實施例，相似或不同的時序可用來傳輸和捕獲正在用於測試的模式。例如，捕獲緩衝器可以針對發射的模式的每個傳輸來捕獲多於一個的樣本。作為例子，通過使捕獲緩衝器以高速率採樣，可觀察到繼發射的模式的傳輸之後的動態擾動，比如上衝和下衝。通過調整該模式的傳輸和採樣的時序和頻率，可執行時域分析，例如得到另外可使用時域反射計技術獲得的此類信息。這樣的時域分析可用來獲得該互連的空間表徵，例如允許沿著互連的故障位置得以識別。
應當注意，根據本發明的至少一個實施例的時域分析相對於傳統的時域反射計提供的一個優點在於，能夠使用耦合到該互連的實際電路，而不是依賴於可能產生人工測試結果的外部測試裝置，執行該互連的實際測量。可通過使用不同模式全速執行互連測試以及積累捕獲模式信息，以合成所捕獲的模式的特徵的眼圖，來執行時域分析。通過調整用來傳輸或捕獲模式的時序，例如通過調整基準時鐘，在這樣的眼圖中可觀察到設置(setup)和保持時間特徵。可解譯眼圖以識別互連故障。例如，如果電路板上的傳導互連軌跡超出邊緣(over edged)，則眼的高度將較小。如果電路板的傳導互連軌跡在邊緣以內(under edged)，則眼的寬度將較小。相對於傳統時域反射計技術提供的另一優點在於，可同時分析大量互連導體。
根據這裡描述的本發明的方方面面，本發明的一個或多個實施例可用來識別各種不同類型的互連故障。這些各種類型的故障可包括開路故障、短路故障、電源或接地故障、模式引發的故障、與AC有關的故障、間發故障及其空間表徵。例如，可識別開路故障，比如斷裂的導體或表現出異常高電阻的導體。作為另一例子，短路故障，另一導體比如短接到另一導體的導體，比如另一互連導體、接地導體、電源導體或一些其他導體。作為另一例子，電源或接地故障可包括由於電源或接地供應不足造成的故障，比如電源或接地導體中的靜態或動態異常，這些異常影響該模式在傳輸和/或接收時的質量。
作為另一例子，模式引發的故障可能在模式中比特的特定組合將產生不可靠的操作時出現。作為另一例子，與AC有關的故障可包括電容故障，比如那些可能由於電路板軌跡的不當間隔而出現的故障，這可能是由電路板的蝕刻過量或蝕刻不足造成的。與AC有關的故障還可包括電感故障以及有損耗的電介質故障。作為又一例子，間發故障可包括可能出現的機械性質的故障。例如，當系統或其一部分受到機械震動或搖擺以及與熱有關的故障時，影響半導體的特性，其中隨著溫度發生變化和材料發生膨脹或收縮，所述與熱有關的故障可能表徵出自身來。不僅可能存在這樣廣泛多樣的故障，而且通過根據本發明的一個或多個實施例引入時域分析，可實現這些故障的空間表徵，包括沿著互連路徑識別故障位置。
根據本發明的一個或多個實施例，模式緩衝器可實施為可加載有代表該模式的值的寄存器，或者實施為可隨著時間生成多個模式的電路，例如配置為隨著時間生成多個模式的模式生成器或者可隨著時間加載有多個模式的先進先出(FIFO)緩衝器。即使在模式緩衝器實施為單個寄存器的情況下，仍可提供控制電路，用以隨著時間用多個模式來加載寄存器。同樣，捕獲緩衝器可實施為寄存器或實施為能夠隨著時間接收多個模式的電路，比如FIFO緩衝器。應當注意，利用適當的控制邏輯，即使是實施為寄存器的捕獲緩衝器也可用來隨著時間接收多個模式，只要這些模式足夠迅速地從捕獲緩衝器檢索的。
根據本發明的一個或多個實施例，這裡描述的方法和/或裝置可以在製造環境中加以實施，例如用以在裝運之前測試已完成的裝配件，或者無需打開箱子和封閉物品即可對該缺陷物品執行診斷。同樣，這裡描述的方法和裝置可用來在正常操作期間或者暫時性地接近正常操作時測試該系統或其一部分。例如，本發明的一個或多個實施例可實現為提供BIST能力。因此，可具體地對互連以及對其他系統部件執行內置的自測試。
可實踐本發明的一個或多個實施例用以對於任一類互連執行測試。例如，可測試系統部件比如集成電路之間的任一類互連。作為例子，可測試集成電路之間的印刷電路板上的互連。作為另一例子，可測試跨線纜的互連。作為另一例子，本發明的一個或多個實施例可應用到背板測試，以保證用以耦合系統內電路板的背板的完整性。
可在相似和/或不同類型的系統部件之間實踐本發明的一個或多個實施例。可以集中或分散對系統部件的控制。例如，用以啟動和協調一個或多個模式緩衝器、一個或多個捕獲緩衝器和一個或多個觸發器電路的控制電路可位於一個系統部件上，或者可分布於兩個或更多的系統部件之中。一個或多個系統部件可具有模式緩衝器、捕獲緩衝器和觸發器電路，儘管一個或多個其他系統部件可省略模式緩衝器、捕獲緩衝器和觸發器緩衝器中的一個或多個緩衝器。例如，不包括模式緩衝器的系統部件自身不可生成模式，但是可依賴另一系統部件生成模式。
應當注意，儘管可以將發射捕獲緩衝器實施為例如用於調試目的，但是可以在不利用發射/捕獲緩衝器時實踐本發明的一個或多個實施例。同樣，其他部件比如模式緩衝器或接收/捕獲緩衝器的功能可實施於系統部件的另一部分內，例如核心電路內。在這樣的情況下，這樣實施的單元不需要明確地實施為系統部件內的分離部分。即使這樣，仍可實踐本發明的實施例，而不會以損害系統部件性能的方式來改變該系統部件的接口電路。
因此，已經描述了用於執行系統部件之間的互連測試的方法和裝置。應當理解，本發明在其各種方面的其他變形和改型的實施對於本領域的普通技術人員將是明顯的，並且本發明不限於所述的具體實施例。因此本發明企圖涵蓋了落入這裡所公開和請求保護的基本底層原理的主旨和範圍之內的任何及所有改型、變形或等效方案。
權利要求
1.一種用於執行系統的多個部件之間的互連測試的方法，包括步驟將第一模式加載到控制器的控制器模式緩衝器中；將所述第一模式傳輸到所述多個部件中的一個部件；在所述一個部件的部件捕獲緩衝器中捕獲所述傳輸的第一模式；執行第一比較以將所述捕獲的第一模式與所述第一模式做比較；以及基於所述第一比較來識別任何互連故障。
2.權利要求1的方法，進一步包括預備所述部件捕獲緩衝器以捕獲所述傳輸的第一模式的步驟。
3.權利要求2的方法，其中所述預備所述部件捕獲緩衝器的步驟進一步包括將所述一個部件置於互連測試模式的步驟。
4.權利要求3的方法，其中所述一個部件是存儲器設備。
5.權利要求4的方法，進一步包括將所述捕獲的第一模式從所述部件捕獲緩衝器傳送到所述控制器的步驟。
6.權利要求5的方法，其中讀取捕獲的第一模式的步驟是經由串行鏈路執行的。
7.權利要求6的方法，其中所述傳輸第一模式的步驟是經由控制總線執行的。
8.權利要求7的方法，進一步包括步驟經由串行鏈路將第二模式加載到所述存儲器設備中；執行存儲器讀操作；捕獲從所述存儲器設備接收的所述第二模式；執行第二比較以將所述捕獲的第二模式與所述第二模式做比較；以及基於所述第二比較來識別任何互連故障。
9.權利要求8的方法，其中所述執行所述存儲器讀操作的步驟是經由控制總線執行的。
10.權利要求9的方法，其中所述捕獲所述第二模式的步驟是通過經由數據總線捕獲從所述存儲器設備接收的所述第二模式來執行的。
11.權利要求10的方法，進一步包括將所述第二模式加載到所述控制器的所述控制器模式緩衝器中的步驟。
12.權利要求10的方法，其中所述第二模式與所述第一模式相同。
13.權利要求2的方法，進一步包括步驟將第二模式加載到所述一個部件的部件模式緩衝器中；將所述第二模式傳輸到所述控制器；在所述控制器的控制器捕獲緩衝器中捕獲所述傳輸的第二模式；以及執行第二比較以將所述捕獲的第二模式與所述第二模式做比較，其中所述識別任何互連故障的步驟是基於所述第一比較和所述第二比較的。
14.權利要求13的方法，其中所述加載所述第二模式的步驟是經由串行鏈路執行的。
15.權利要求13的方法，其中所述加載所述第二模式的步驟是通過從所述一個部件的嵌入式存儲器單元加載所存儲的模式來執行的。
16.權利要求13的方法，其中所述一個部件是圖形處理器。
17.權利要求13的方法，其中所述第二模式與所述第一模式相同。
18.一種配置為便於互連測試的系統，包括第一部件，包括第一核心電路、第一接口電路、以及將所述第一核心電路耦合到所述第一接口電路的第一通信路徑；以及第二部件，包括第二核心電路、第二接口電路、將所述第二核心電路耦合到所述第二接口電路的第二路徑、以及將所述第一部件耦合到所述第二部件的互連電路，其中捕獲緩衝器耦合到所述第一通信路徑。
19.權利要求18的系統，其中第二捕獲緩衝器耦合到所述第二通信路徑。
20.權利要求19的系統，其中所述第一通信路徑包括第一發射路徑和第一接收路徑，其中所述第一捕獲緩衝器包括耦合到所述第一發射通信路徑的第一發射捕獲緩衝器和耦合到所述第一接收通信路徑的第一接收緩衝器。
21.權利要求20的系統，其中所述第二通信路徑進一步包括第二發射通信路徑和第二接收通信路徑，其中所述第二捕獲緩衝器進一步包括耦合到所述第二發射通信路徑的第二發射捕獲緩衝器和耦合到所述第二接收通信路徑的第二接收捕獲緩衝器。
22.權利要求21的系統，其中所述第一發射通信路徑進一步包括第一多路復用器，所述第一多路復用器被配置為在來自所述第一核心電路的第一輸入與來自耦合到所述多路復用器的第一模式緩衝器的第二輸入之間進行選擇。
23.權利要求22的系統，其中所述第二發射通信路徑進一步包括第二多路復用器，所述第二多路復用器被配置為在耦合到所述第二核心電路的第三輸入與耦合到與所述多路復用器相耦合的第二模式緩衝器的第四輸入之間進行選擇。
24.權利要求22的系統，進一步包括將所述第一部件耦合到所述第二部件的串行鏈路，其中所述第一部件配置為允許經由所述串行鏈路將所述第一接收捕獲緩衝器中的第一數據傳送到所述第二部件。
25.權利要求22的系統，進一步包括將所述第一部件耦合到所述第二部件的串行鏈路，其中所述第二部件配置為允許經由所述串行鏈路將所述第二接收捕獲緩衝器中的第二數據傳送到所述第一部件。
26.權利要求22的系統，進一步包括將所述第一部件耦合到所述第二部件的串行鏈路，其中所述第一部件配置為允許經由所述串行鏈路將來自所述第一發射捕獲緩衝器中的所述第一模式傳送到所述第二部件。
27.權利要求22的系統，進一步包括將所述第一部件耦合到所述第二部件的串行鏈路，其中所述第二部件配置為允許經由所述串行鏈路將來自所述第二發射捕獲緩衝器中的所述第二模式傳送到所述第一部件。
28.一種配置為允許互連測試的存儲器系統，包括存儲器控制器；以及耦合到所述存儲器控制器的存儲器設備，其中所述存儲器控制器包括核心電路、接口電路、以及將所述核心電路耦合到所述接口電路的通信路徑，其中捕獲緩衝器耦合到所述通信路徑。
29.權利要求28的存儲器系統，其中所述通信路徑包括發射通信路徑和接收通信路徑，其中所述捕獲緩衝器包括耦合到所述發射通信路徑的發射捕獲緩衝器和耦合到所述接收通信路徑的接收捕獲緩衝器。
30.權利要求29的存儲器系統，其中所述發射通信路徑包括多路復用器，所述多路復用器被配置為在耦合到所述核心電路的第一輸入與耦合到模式緩衝器的第二輸入之間進行選擇。
31.權利要求28的存儲器系統，其中所述存儲器設備經由存儲器串行鏈路、控制總線和數據總線耦合到所述存儲器控制器。
32.一種配置為便於互連測試的系統，包括第一部件，包括第一核心電路、第一接口電路、以及用於將所述第一核心電路耦合到所述第一接口電路的第一通信裝置；以及第二部件，包括第二核心電路、第二接口電路、用於將所述核心電路耦合到所述接口電路的第二通信裝置、以及用於將所述第一部件耦合到所述第二部件的互連裝置，其中用於捕獲從所述第一部件接收的測試模式的裝置耦合到所述第一通信裝置。
全文摘要
本發明提供一種配置為允許測試系統中的部件之間互連的方法和裝置。本發明利用該系統的第一部件中的已知模式源例如模式緩衝器和位於該系統的第二部件中的捕獲緩衝器。
文檔編號G01R31/3185GK1849520SQ200480026071
公開日2006年10月18日 申請日期2004年6月29日 優先權日2003年9月15日
發明者菲利普·尤恩格 申請人:拉姆伯斯公司